Availability: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu aktiven geregelten Steuerknüppeln

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Main Author:	Tichy, Franz 1921-2004 (Author)
Format:	Thesis/Dissertation Book
Language:	German
Published:	Düsseldorf VDI-Verl. 1995
Edition:	Als Ms. gedr.
Series:	Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 12] 233
Subjects:	Sidestick Mensch-Maschine-System Regelung Hochschulschrift
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adam_text	Titel: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu aktiven geregelten Steuerknüppeln Autor: Tichy, Franz Jahr: 1995 Inhaltsverzeichnis _V Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 2. Der Steuerknfippei als Schnittstelle 3 2.1. Begriffe und Aufbau des Mensch-Maschine-Systems....... 3 2.2. Bedienelemente........................... 8 2.3. Modellierung des Pilotenverhaltens................ 9 2.4. Aktive Bedienelemente.......................11 2.4.1. Begriffe und Prinzipien...................11 2.4.2. Historische Entwicklung der aktiven Steuerknüppel ... 18 2.5. Technische Ausführungen von Flugzeugsteuerknüppeln.....23 2.6. Technische Ausführungen von aktiven Steuerknüppeln......26 2.7. Grenzen der aktiven Bedienelemente...............3i 3. Konzeption eines aktiven Steuerknüppels 34 3.1. Ziele, Festlegungen und Randbedingungen............34 3.1.1. Flugzustandsabhängiger Kraft-Weg-Zusammenhang ... 34 3.1.2. Kopplung zwischen Piloten- und Copilotensteuerknüppel 37 3.1.3. Festlegung der Kinematik.................37 3.1.4. Sicherheits-und Fehlerforderungen..... 39 3.2. Untersuchung der Lösungsmöglichkeiten.............42 3.2.1. Basissystem.........................42 3.2.2. Gebersystem ........................44 3.2.3. Aktiver Teil.........................47 VI Inhaltsverzeichnis 4. Steuerknüppelfunktionen 51 4.1. Vorbemerkung............................51 4.2. Allgemeine Kennlinie........................52 4.3. Kennlinie des Basissystems......... 55 4.4. Aktiver Steuerknüppel mit variabler Federsteifigkeit ....... 58 4.5. Aktiver Steuerknüppel mit erhöhter Dämpfung...........61 4.6. Kopplung zwischen Piloten- und Copilotensteuerknüppel .... 62 4.7. Wahmehmungsschwelle für sprungförmige Momentenänderungen 65 4.8. Motorauswahl . ....... 67 4.9. Steuerung und Regelung ........... 68 4.9.1. Herleitungen zum Regelkreis . . . . ...... 68 4.9.2. Abtastung....... 74 4.9.3. Auslegung des Regelkreises..... 75 4.9.4. Regelkreis des Experimentalsystems............76 4.9.5. Regelung bei der Kopplung zwischen Piloten- und Copilotensteuerknüppel...................78 4.9.6. Redundanter Betrieb ....................79 4.9.7. Weitere Ergebnisse des praktischen Betriebs ....... 80 5. Redundanz und Fehlererkennung 82 5.1. Redundanzgrad............... 82 5.1.1. Triplex-Lösung.......................82 5.1.2. Lösungsansatz mit Duplexanordnung . . .........84 5.2. Redundanzart............................85 5.2.1. Zusammenwirken der beiden Kanäle ...........85 5.2.2. Betriebsart der beiden Motoren..............86 Inhaltsverzeichnis ____VH 5.3. Fehlererkennungsverfahren.....................89 5.3.1. Übersicht....... 89 5.3.2. Residuumgenerierung....................91 5.3.3. Auswahl des Fehlererkennungsverfahrens.........95 5.4. Konzept der Fehlererkennung...................97 5.4.1. Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse bezüglich Fehlererkennung.......................97 5.4.2. Aufteilung der Kanäle in Teilsysteme...........98 5.5. Teilsystem Leistungselektronik und Wicklung..........100 5.6. Thermisches Teilsystem.......................102 5.7. Elektromechanisches Teilsystem..................103 5.8. Teilsystem Steuerung und Regelung................104 5.9. Gesamtstruktur...........................106 5.10. Modellierte Fehler...................... 108 5.11. Struktur der Fehlererkennung am Experimentalsystem.....113 5.12. Praktische Untersuchungen zur Fehlererkennung.........118 5.12.1. Auswahl der Fehler.....................118 5.12.2. Untersuchung des Überstromfehlers............118 5.12.3. Untersuchung des Windungsschlusses...........124 6. Modellbildung 129 6.1. Vorbemerkungen..........................129 6.2. Motoren.............................. 129 6.2.1. Daten............................129 6.2.2. Reluktanzmoment......................131 6.2.3. Motorkonstante Ki 133 VIII _ Inhaltsverzeichnis 6.2.4. Motorkonstante Kb . •....................137 6.2.5. Wirbelstromverluste....................137 6.2.6. Wicklungswiderstände........ 137 6.2.7. Ankerinduktivität......................137 6.2.8. Modell des Motors................ 138 6.3. Modell der Leistungselektronik und Wicklung..........139 6.4. Thermisches Teilsystem.......................143 6.4.1. Vorbemerkung........................143 6.4.2. Mechanischer Aufbau des Motors.............143 6.4.3. Theorie...........................144 6.4.4. Meßanordnung.......................153 6.4.5. Methode der Auswertung............. ^ ... . 154 6.4.6. Auswertung .............^ ( . 157 6.4.7. Zusammenfassung des thermischen Teilsystems . . ; . . 180 6.5. Elektromechanisches Modell....................162 6.5.1. Theorie...........................162 6.5.2. Kennwertermittlung....................166 6.5.3. Anordnung und Ausblick..................170 7. Zusammenfassung und Ausblick 173 A Versuchsstand 177 Literatur und Quellenangabe 182
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